Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

05.04.2018
23:07

Ученые ошибались в оценках климата Земли более чем в два раза

05.04.2018
23:04

Ученые CERN изучили случаи распада редкой частицы, указывающие на наличие «новой физики»

05.04.2018
23:01

Скорость роста Млечного пути оценили в 500 метров в секунду

05.04.2018
22:42

Физики ЦЕРНа измерили спектр атомов антиматерии в 100 раз точнее

    Участники эксперимента по исследованию атомов антиматерии в ЦЕРНе провели самые точные на сегодня измерения частот энергетических переходов в атомах антиводорода — в этот раз точность была доведена до двух триллионных, что более чем в сто раз превышает точность предыдущих измерений. Это позволило увидеть такие тонкие эффекты, как сверхтонкое расщепление спектральных линий излучения, и показать, что энергетические переходы в атомах водорода и антиводорода практически неотличимы, что согласуется с CPT-инвариантностью Стандартной модели. Работа ученых открывает новые возможности для поиска нарушений симметрии между материей и антиматерией, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

    Для каждого типа элементарных частиц существуют свои античастицы, — антипротоны, антинейтроны, позитроны и другие. Такие частицы-двойники имеют одинаковую массу и спин, однако знаки электрического заряда и других квантовых чисел у них отличаются. Например, электрон имеет отрицательный заряд, а его античастица — позитрон — положительный. Это совпадение является проявлением CPT-инвариантности Стандартной модели — самой современной и точной модели элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий. Тем не менее, по некоторым причинам естественно предположить, что CPT-инвариантность может нарушаться, то есть массы частиц и античастиц отличаются. В частности, даже небольшое несоответствие позволит разрешить один из фундаментальных вопросов: почему во Вселенной практически нет антиматерии, хотя в момент Большого взрыва должны были возникнуть равные количества обычной материи и антиматерии.

    Пока все эксперименты, в которых наблюдались античастицы, не нашли отличий между материей и антиматерией. Например, в одном из экспериментов в ЦЕРНе физики измерили массу антипротона, и она совпала с массой протона с точностью около одной пятисотмиллионной. То же самое можно сказать про g-факторы протона и антипротона, которые отличаются не более чем на одну миллиардную, и про отношение зарядов частиц к их массам, совпадающих с точностью около 65 триллионных. Однако измерения становятся значительно сложнее, когда речь идет об антиядрах, то есть ядрах антивещества, составленных из антипротонов и антинейтронов, и тем более о нейтральных антиатомах, то есть антиядрах, вокруг которых вместо электронов вращаются позитроны. С другой стороны, нарушения CPT-инвариантности должны сильнее проявляться именно в сложных системах.

    Чтобы увидеть отличия между атомами материи и антиматерии, нужно измерить их энергетический спектр, то есть выяснить, на каких частотах атомы излучают электромагнитные волны (то есть фотоны). Электроны вокруг ядер не могут двигаться совершенно свободно, но переходят только между определенными уровнями с фиксированной энергией. Когда электрон «сваливается» с более высокого уровня на более низкий, энергия высвобождается — излучается фотон, частота которого связана с разницей между уровнями соотношением E = hν. Следовательно, по частоте излученных фотонов можно судить о положении энергетических уровней. В свою очередь, эта энергия существенно зависит от параметров частиц, из которых состоит атом.

    В первом приближении энергия уровня определяется массой и зарядом этих частиц, однако при повышении точности измерений можно увидеть, как на них сказываются релятивистские эффекты и спин-орбитальное взаимодействие (в этом случае говорят о тонкой структуре спектральных линий), а также взаимодействие спинов ядра и электрона (сверхтонкое расщепление). Последний эффект увидеть особенно сложно — например, величина сверхтонкого расщепления основного состояния атома водорода составляет примерно 5,86×10−6 электронвольт, что в тысячу раз меньше расстояния между уровнями тонкой структуры и в миллион раз меньше расстояния между первым и вторым энергетическим уровнем. С другой стороны, слабые отличия между свойствами электрона и позитрона, протона и антипротона должны сильнее всего сказаться на этих эффектах.

    Коллаборация ALPHA исследовала такие эффекты для атомов антиводорода, которые в ЦЕРНе получают из антипротонов с помощью специальной установки — Антпротононного замедлителя (Antiproton Decelerator), где они связываются с позитронами из пучка ионов натрия-22. Готовые атомы антиводорода попадают в магнитную ловушку (Penning trap), которая не дает им соприкоснуться с обычной материей и аннигилировать. По форме такая ловушка напоминает вытянутую бутылку, бо́льшая часть антиматерии находится около ее оси. Затем антиатомы облучают лазером, чье воздействие переводит позитроны на более высокий энергетический уровень, измеряют их реакцию и сравнивают с поведением атомов водорода.

    В 2016 году ALPHA уже использовала этот подход для измерения частоты электронных переходов между состоянием с минимальной энергией и первым энергетическим уровнем (переход 1S — 2S) в атомах антиводорода с точностью две части на десять миллиардов (2×10−10). Тогда измеренные значения хорошо совпали с характеристиками обычного водорода, однако точности измерений все-таки было недостаточно, чтобы в подробностях исследовать сверхтонкое расщепление энергетических уровней. В этих измерениях ученые использовали излучение лазера двух разных длин волн: одна из них соответствовала переходу 1S—2S в водороде, а вторая — «сбивала настройку». При этом учитывалось число атомов, которые выпадали из ловушки в результате взаимодействия между лазером и атомом.

    Теперь ALPHA разработала новый метод: в эксперименте использовался не один, а несколько «расстраивающих» лазеров с длинами волн, которые были несколько ниже или выше длины волны, соответствующей 1S—2S переходу в водороде. Это позволило ученым измерить спектральные линии перехода 1S—2S в антиводороде, а также подробно исследовать сверхтонкую структуру каждой из этих линий. В самом деле, каждый из энергетических уровней в результате сверхтонкого расщепления разделяется на два подуровня, которые можно обозначить буквами c и d (уровень d находится выше). Из-за этого частота переходов 2Sd → 1Sd и 2Sc → 1Sc будет немного отличаться от частоты «чистого» перехода 2S → 1S. На практике удобнее исследовать d—d переход, поскольку он слабее зависит от колебаний магнитного поля ловушки.

    В результате ученые получили, что в антиводороде частота d—d перехода примерно равна f ≈ 2,4660611030794(54)×1015 Герц. В то же время, для атомов обычного водорода она составляет f ≈ 2,4660611030803(06)×1015 Герц. Цифрами в скобках здесь обозначена абсолютная погрешность измерений. Таким образом, спектральные характеристики атомов водорода и антиводорода совпадают с точностью около 2×10−12 (две триллионных) — это в 100 раз лучше, чем в 2016 году, и в целом укладывается в погрешность измерений. Другими словами, ученые снова не нашли отличий между материей и антиматерией.

    «Мы пытались достичь этого уровня точности 30 лет и наконец добились этого», — говорит представитель коллаборации Джеффри Хангст (Jeffrey Hangst), слова которого приводятся в сообщении ЦЕРНа. Хотя этот уровень точности пока еще не достиг тех значений, которых удалось добиться для отдельных антипротонов, последние результаты ученых показывают, что вскоре они могут сравняться, и тогда это позволит провести беспрецедентный эксперимент по поиску нарушений CPT-симметрии.

    В прошлом месяце физики из ЦЕРНа сообщили о подготовке нового эксперимента по изучению антиматерии, в ходе которого они планируют перевезти около миллиарда атомов антиводорода на грузовике. В дальнейшем перевезенные атомы будут использоваться для исследования ядерных сил внутри редких изотопов радиоактивных элементов.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/04/04/antimatter

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

05.04.2018
22:32

Астрономы нашли 12 черных дыр в окрестностях центра Галактики

05.04.2018
20:19

Начались испытания российского гиперзвукового прямоточного двигателя

05.04.2018
20:14

Интерференция повысила эффективность беспроводной передачи энергии

05.04.2018
20:07

Гидрогель помог солнечному свету опреснить воду

05.04.2018
20:00

Одинокую нейтронную звезду со слабым магнитным полем впервые нашли за пределами Млечного Пути

05.04.2018
19:56

Получены образцы новых сверхтвердых материалов

05.04.2018
19:50

NASA заказало постройку «тихого» сверхзвукового самолета

05.04.2018
19:47

Физики разработали геометрическую модель летнего таяния арктического льда

05.04.2018
19:43

Физики смоделировали столкновение двух сферических наночастиц в вакууме

05.04.2018
19:37

Новый способ транспортировки газа из районов мерзлоты

05.04.2018
19:34

Почти половина научных статей российских ученых написана в Москве

05.04.2018
19:32

В Млечном Пути нашли «город» черных дыр

05.04.2018
19:27

Назван срок уничтожения Вселенной «частицей бога»

05.04.2018
08:02

Конструктор рассказал о российском супердвигателе будущего

04.04.2018
19:16

Программное обеспечение для астрофизиков поможет выследить ночных животных

04.04.2018
19:14

Астрономы построили карту молодой Вселенной и нашли четыре тысячи новых галактик

<< 591|592|593|594|595|596|597|598|599|600 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList